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美天才少年的癌症检测方法揭秘

已有 5130 次阅读 2013-2-1 17:28 |系统分类:观点评述|关键词:学者| 天才, 检测

刚看了这位天才少年JACk Andraka的介绍,15岁,高一学生,发明了一种运用纳米技术的试纸,可以迅速检测血液中的一种称为Mesothelin的蛋白质的存在---后者据称是胰腺癌的标志。

维基百科对他的方法的介绍如下:http://en.wikipedia.org/wiki/Jack_Andraka

“Andraka cultured MIA PaCa cells, from a commercial pancreatic carcinoma cell line, which overexpress mesothelin, a biomarker for pancreatic cancer. The mesothelin was isolated, concentrated and quantified with ELISA.[6] After optimization with the Western Blot assay, the human mesothelin-specific antibodies were mixed with single walled carbon nanotubes and used to coat strips of ordinary filter paper. This made the paper conductive. The optimal layering was determined using a scanning electron microscope. Cell media spiked with varying amounts of mesothelin was then tested against to the paper biosensor and any change in the electrical potential of the sensor strip (due to the changing conductivity of the nanotubes) was measured, before and after each application. ”


我就不翻译了,因为中间一堆生物名词我不懂。大概意思是,其方法是把碳纳米管与一种人的抗体混合涂在纸上,当血液中的mesothelin与抗体结合胀大,会把纳米管推开,导致纸的导电性减弱,通过电阻测量即可得出mesothelin的含量。

关于其研究过程,相关报道写道(见附件),该少年天才得到约翰霍普金斯大学一个教授的支持,后者指派了一名博士后指导其研究。没有学过生物,操作离心机发生事故。。。测量电阻他使用的是从HOME DEPOT买的电阻表,用缝衣针作为电极。7个月后,他取得了相关的成果。

看完这些介绍,我对美国的科技教育不得不钦佩之至。一个著名的大学研究室,能够让一名没有任何基础的初中毕业生前去进行研究,这在中国几乎是不可想象的。但看了其研究的详细介绍,我必须假定,这名天才少年使用的方法绝非原创,因为这些方法设计的知识、技术手段不是光有智力就可以学会的,需要时间。人类历史上还没有出现过这么强的天才,可以一下子掌握这么多东西。

用"nanotube detect protein "一搜,第一篇就是“Carbon Nanotubes Form Ultrasensitive Biosensor to Detect Proteins”。这是一篇2010年《Science Daily》(科学日报)的新闻,里面写道:【A cluster of carbon nanotubes coated with a thin layer of protein-recognizing polymer form a biosensor capable of using electrochemical signals to detect minute amounts of proteins, which could provide a crucial new diagnostic tool for the detection of a range of illnesses, a team of Boston College researchers report in the journal Nature Nanotechnology..】大意说,科学家门通过测量纳米碳管的电性质可以检测某种蛋白质的存在,作为疾病诊断的手段。这篇报道里被采访的研究教授名叫 Dong Cai,中国华中科学技术大学的博士。继续搜索,可以找到之后更多的相关报道,比如2012年这篇《NANOTUBE TECHNOLOGY LEADING TO FAST, LOWER-COST MEDICAL DIAGNOSTICS》写道:【The nanotubes change their electrical resistance when a protein lands on them, and the extent of this change can be measured to determine the presence of a particular protein – such as serum and ductal protein biomarkers that may be indicators of breast cancer.】 简单的说,是通过纳米碳管的电阻来检测各种蛋白质,包括乳腺癌的生物标志。这篇文章更提到,测试费用可以降低到一美金。

由此可见,这位天才美国少年使用的方法与技术是现成的,至少2010年那位华中科技大的博士就已经发表在自然杂志上了。当然,具体到检测Mesothelin这种蛋白质也许是天才少年的创意---我没有继续搜索。无论如何,作为一名初中生能够跟踪最新的科技并且能够灵活运用已经非常不容易了,但也不要过于神化。当年中国的少年班大学生,很少有取得超乎常人的成就的。


附:http://www.smithsonianmag.com/science-nature/Jack-Andraka-the-Teen-Prodigy-of-Pancreatic-Cancer-179996151.html?c=y&page=2


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